به روشی ارزان وبه صرفه؛
فیلترهای پیشرفته فاضلاب صنعتی با نانو اسفنج های گرافنی تولید شد
مهندسان ماده کامپوزیتی جدیدی ساخته اند که فیلتری کارآمد برای حذف آلاینده های آلی از آب می سازد. این سیستم از نانو اسفنج های فوق متخلخل استفاده می نماید که روی یک صفحه گرافن نصب شده است.
به گزارش اسمارت کاور به نقل از نیواطلس، بخش کلیدی فیلترهای جدید دسته ای از مواد به نام چارچوب های آلی کووالانسی یا سی او اف ها هستند. این ساختارها بسیار متخلخل بوده و ایجاد یک سطح عظیم در یک فضای کوچک را ممکن می کنند تا جذب مقادیر زیادی از مولکول ها ممکن شود. مواد مشابهی که بعنوان چارچوب های فلزی-آلی یا MOFs شناخته می شوند قبلاً برای جذب کربن، نمک زدایی یا بیرون کشیدن آب شرب از هوای رقیق مورد استفاده قرار گرفته بودند و سی او اف ها می توانند عملکردهایی مشابه داشته باشند.
محققان برای انجام بررسی جدید، بر روی امکان استفاده از COF برای حذف آلاینده های آلی از آب تمرکز کردند. این مواد شیمیایی یکی از آلاینده های رایج در پساب های صنعتی هستند و می توانند سمی و سرطان زا باشند. حذف آنها هم دشوار است.
این گروه سی او اف ها را بهینه سازی کردند تا مولکول های رنگ ها و آلاینده های آلی را شکار کنند. بدین منظور منافذی با شکل و اندازه های مناسب - بین ۰.۸ تا ۱.۶ نانومتر - و با تزریق بار منفی به سطح برای جذب مولکول های رنگی با بار مثبت به وجود آمد.
اما مانع اصلی این بود که استفاده از ماده مذکور به شکل پودری سبب می شد، ابتدا منافذ بیرونی با مولکول ها پر شوند و منافذ بخش مرکزی ساختار متخلخل خالی و بی فایده باقی بمانند. برای حل این مشکل در کنار سی او اف از یک ورقه گرافن هم افزوده شد.
نتیجه نهایی شکل گیری یک لایه سی او اف به ضخامت دو نانومتر بر روی یک لایه تک اتمی گرافن بود که حداکثر ظرفیت محصول نهایی برای نگهداری و جذب مولکول های رنگ های آلی راافزایش داد. خود گرافن دارای منافذ نسبتاً بزرگی است که به آب اجازه می دهد تا وقتی که سی او اف کار خویش را انجام می دهد، به سرعت از درون آن عبور کند.
به گفته محققان، منافذ بزرگ شبکه گرافن در ترکیب با لایه بسیار نازک سی او اف، تصفیه سریع و کارآمد فاضلاب صنعتی را ممکن می سازد. این روش نسبتاً ارزانقیمت بوده و برای کاربرد آن نیازی به استفاده زیاد از گرافن نیست. سی او اف را میتوان تمیز کرده و باردیگر به کار برد.
منبع: اسمارت كاور
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب